CN203250096U

CN203250096U - 彩膜基板及显示装置

Info

Publication number: CN203250096U
Application number: CN 201320311979
Authority: CN
Inventors: 谷新
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2023-05-31

Abstract

本实用新型公开了一种彩膜基板及显示装置，彩膜基板包括：上衬底、下衬底，以及形成在两衬底之间对应各个像素区域的彩膜层，彩膜层包括至少三层层叠的电致变色层，每层电致变色层的两侧分别为透明电极层；每层电致变色层两侧的透明电极层不施加电压时，该电致变色层呈现透明态，每层电致变色层两侧的透明电极层施加电压时，各透明电极层呈现不同的原色；至少两层透明电极层呈现本身的原色时，其对应的像素区域呈现黑色。本实用新型彩膜基板需要显示一种颜色时，其它电致变色层呈现透明态，能够提高光线的透过率；并且形成每个像素区域的亚像素之间为层叠设置，不需要使用黑矩阵进行隔离，从而提高像素的开口率。

Description

彩膜基板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，特别是涉及一种彩膜基板及显示装置。

背景技术

目前，一般的液晶显示装置主要由显示面板、驱动电路以及背光源组成，而显示面板主要包括彩膜基板、阵列基板、液晶层以及偏光板。

传统的彩膜基板主要由红绿蓝（RGB）彩色光阻组成，背光源发出的光透过彩膜基板之后，将近2/3的可见光被彩色光阻层吸收，只有1/3的可见光透过彩膜基板，因此可见光的利用率非常低下。

进一步地，人们又研发出使用电致变色材料来替代彩色光阻，由电致变色材料形成的彩膜基板的结构示意图如图1所示，包括上衬底1、下衬底2，分别形成在上衬底1和下衬底2上的第一透明电极层41和第二透明电极层42，以及形成在两衬底之间的电致变色层5，电致变色层5与第一透明电极层41之间还设置有电解液层3，用于传输电荷。

电致变色层5包括交替排列的RGB电致变色区域，在第一透明电极层41和第二透明电极层42上分别施加不同的电压驱动时，RGB电致变色区域分别呈现透明态或者原色，满足彩色显示的需要。但是，将RGB电致变色区域设置在同一层，每个像素区域之间需要由黑矩阵隔开，每个像素区域所包括的亚像素，如R、G、B亚像素之间，也需要由黑矩阵隔开，因此用于隔离RGB电致变色材料的黑矩阵树脂会降低像素的开口率。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是如果提高彩膜基板对光线的透过率以及开口率。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种彩膜基板，其包括：上衬底、下衬底，以及形成在两衬底之间对应各个像素区域的彩膜层，彩膜层包括至少三层层叠的电致变色层，每层电致变色层的两侧分别为透明电极层；每层电致变色层两侧的透明电极层不施加电压时，该电致变色层呈现透明态，每层电致变色层两侧的透明电极层施加电压时，各透明电极层呈现不同的原色；至少两层透明电极层呈现本身的原色时，其对应的像素区域呈现黑色。

其中，所述透明电极层具有四层，相邻两层透明电极层之间填充一层电致变色层，形成三层电致变色层，分别为红色电致变色层、绿色电致变色层和蓝色电致变色层。

其中，所述透明电极层具有五层，相邻两层透明电极层之间填充一层电致变色层，形成四层电致变色层，分别为红色电致变色层、绿色电致变色层、蓝色电致变色层和黄色电致变色层。

其中，所述彩膜基板的各个像素区域通过黑矩阵分隔，所述黑矩阵分隔出所述电致变色层。

其中，所述电致变色层内填充的电致变色材料为紫罗碱类材料、或聚噻吩类材料、或聚苯胺类材料。

其中，所述透明电极层的厚度为40～200nm；所述电致变色层的厚度为10～200nm。

其中，所述电致变色层的厚度为100nm。

其中，所述透明电极层的材质为铟锡金属氧化物、或3,4-乙撑二氧噻吩聚合物、或金属银及其合金。

本实用新型进一步提供了一种显示装置，其包括上述任一项所述的彩膜基板。

其中，所述显示装置还包括阵列基板、液晶层、偏光板，及其驱动电路和背光源。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的彩膜基板以及具有该彩膜基板的显示装置中，通过将彩膜基板中与各个像素区域对应的彩膜层设置为包括至少三层层叠的电致变色层，实现在没有电压驱动作用时，电致变色层呈现透明态，有电压驱动作用时，电致变色层呈现所需要的原色，实现彩色显示，因为需要显示一种颜色时，其它电致变色层呈现透明态，能够提高光线的透过率；并且形成每个像素区域的亚像素之间为层叠设置，不需要使用黑矩阵进行隔离，从而提高像素的开口率。

附图说明

图1是现有技术中彩膜基板的结构示意图；

图2是本实用新型实施例彩膜基板的结构示意图；

图3是图2中彩膜基板上电致变色层加电变色示意图一；

图4是图2中彩膜基板上电致变色层加电变色示意图二；

图5是图2中彩膜基板上电致变色层加电变色示意图三；

图6是图2中彩膜基板上电致变色层加电变色示意图四。

其中，1：上衬底；2：下衬底；3：电解液层；5：电致变色层；6：黑矩阵；41：第一透明电极层；42：第二透明电极层；43：第三透明电极层；44：第四透明电极层；51：第一电致变色层；52：第二电致变色层；53：第三电致变色层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参照图2所示，本实施例所提供的彩膜基板包括：上衬底1、下衬底2，以及形成在两衬底之间对应各个像素区域的彩膜层，彩膜层包括三层层叠的电致变色层，分别记为第一电致变色层51、第二电致变色层52和第三电致变色层53，每层电致变色层的两侧分别为透明电极层，三层电致变色层可通过四层透明电极层，即图示的第一透明电极层41、第二透明电极层42、第三透明电极层43和第四透明电极层44，第一透明电极层41形成在上衬底1的下表面，第四透明电极层44形成在下衬底2的上表面，第一透明电极层41和第二透明电极层42之间形成第一电致变色层51，第二透明电极层42和第三透明电极层43之间形成第二电致变色层52，第三透明电极层43和第四透明电极层44之间形成第三电致变色层53；三层电致变色层在上下层叠方向上对应形成与每个像素区域对应的电致变色区域，每个像素区域对应一组电致变色区域，同一层电致变色层中，相邻的电致变色区域之间通过黑矩阵6隔开，即每层电致变色层根据像素区域形成相应的图案化区域，每层电致变色层两侧的透明电极层也形成相应的图案化区域，使得每个像素区域对应的电极的电压都可以分别控制。每个像素区域两侧的透明电极层不施加电压时，该像素区域呈现透明态，每个像素区域两侧的透明电极层施加电压时，各像素区域呈现不同的原色；每个像素区域中，至少两层电致变色层呈现本身的原色时，其对应的像素区域呈现黑色。

根据彩膜基板常用的三原色，每个像素区域对应的三层电致变色层分别为红色电致变色层、绿色电致变色层和蓝色电致变色层，上述三层电致变色层在上衬底1和下衬底2之间可以按照任意顺序排列，均不影响彩膜基板的彩色显示效果。

以其中一个像素区域中，第一电致变色层51为红色电致变色层、第二电致变色层52为绿色电致变色层、第三电致变色层53为蓝色电致变色层为例描述上述彩膜基板的工作原理。

参照图3所示，第一电致变色层51、第二电致变色层52和第三电致变色层53两侧的透明电极层分别施加不同的电压时，各电致变色层均呈现各自对应的原色，第一电致变色层51呈现红色、第二电致变色层52呈现绿色、第三电致变色层53呈现蓝色，此时，该像素区域呈现黑色。或者，仅在任意两层电致变色层两侧的透明电极层上施加电压，也能够实现其对应的像素区域呈现黑色。

根据不同的像素区域所要呈现的颜色，可以在不同的像素区域两侧的透明电极上施加有源驱动。当像素区域透过红色时，其它颜色被吸收，以此类推。对于黑色，当至少两层的电致变色层被驱动时就可以实现。电致变色可以调节不同灰阶，但在本实施例中将其作为彩膜，希望它具有好的色域，所以希望其颜色越深越好，灰阶的控制可以通过LCD和白光OLED来实现。本实施例技术方案的优点在于，当某颜色像素不显示时，对应的电致变色层可以是透明的，相对于固有的彩膜树脂，会大大提高透过率。同一层电致变色层中，相邻的两个电致变色区域之间通过黑矩阵隔开，黑矩阵和电致变色层高度一致，宽度尽可能的小，如果不隔离，会存在像素边缘颜色串扰；与现有技术相比，形成每个像素区域的亚像素之间为层叠设置，不需要使用黑矩阵进行隔离，从而提高像素的开口率。

根据上述实施例，电致变色彩膜基板每个像素区域中电致变色层显示的颜色是固定的，R或G或B或者透明，但是各像素区域显示的颜色是可以分别控制的，因此透过率提高。例：一个像素区域，包括三个亚像素区域，分别是R、G、B，像素区域需要显示红色时，红色电致变色层被施加电压使电致变色材料变为红色，绿色和蓝色电致变色层的电致变色材料未被施加电压，为透明。

参照图4所示，对于其中一个像素区域，第一电致变色层51两侧的透明电极层施加相应的电压，第二电致变色层52和第三电致变色层53两侧的透明电极层不施加电压，第一电致变色层51呈现红色、第二电致变色层52和第三电致变色层53呈现透明状态，此时，该像素区域呈现红色。

参照图5所示，对于其中一个像素区域，第二电致变色层52两侧的透明电极层施加相应的电压，第一电致变色层51和第三电致变色层53两侧的透明电极层不施加电压，第二电致变色层52呈现绿色、第一电致变色层51和第三电致变色层53呈现透明状态，此时，该像素区域呈现绿色。

参照图6所示，对于其中一个像素区域，第三电致变色层53两侧的透明电极层施加相应的电压，第一电致变色层51和第二电致变色层52两侧的透明电极层不施加电压，第三电致变色层53呈现蓝色、第一电致变色层51和第二电致变色层52呈现透明状态，此时，该像素区域呈现蓝色。

所述电致变色层内填充的电致变色材料可以为紫罗碱类材料、或聚噻吩类材料、或聚苯胺类材料等。所述透明电极层的材质为铟锡金属氧化物、或3,4-乙撑二氧噻吩聚合物、或金属银及其合金。本实施例中电致变色层的厚度为10～200nm，优选为100nm；透明电极层的厚度为40～200nm，既能满足电场需要，又不会明显增加彩膜基板的厚度。所述上衬底和下衬底的材质为玻璃或塑料。

本实施例中的阵列基板，除了上述的四层透明电极层，形成三层电致变色层，三层电致变色层分别为红、绿、蓝电致变色层之外，还可以设置五层透明电极层，形成四层电致变色层，分别为红色电致变色层、绿色电致变色层、蓝色电致变色层和黄色电致变色层，其结构和工作原理和上述三层电致变色层相类似，在此不进一步赘述。

本实用新型进一步提供了一种显示装置，其包括上述所述的彩膜基板，以及阵列基板、液晶层、偏光板，及其驱动电路和背光源。显示装置可以为液晶电视、笔记本电脑、平板电脑、手机、数码相框、电子纸等任何具有显示功能的产品或部件。

由以上实施例可以看出，本实用新型实施例通过将彩膜基板中与各个像素区域对应的彩膜层设置为包括至少三层层叠的电致变色层，实现在没有电压驱动作用时，电致变色层呈现透明态，有电压驱动作用时，电致变色层呈现所需要的原色，实现彩色显示，因为需要显示一种颜色时，其它电致变色层呈现透明态，能够提高光线的透过率；并且形成每个像素区域的亚像素之间为层叠设置，不需要使用黑矩阵进行隔离，从而提高像素的开口率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种彩膜基板，其特征在于，包括：上衬底、下衬底，以及形成在两衬底之间对应各个像素区域的彩膜层，彩膜层包括至少三层层叠的电致变色层，每层电致变色层的两侧分别为透明电极层；每层电致变色层两侧的透明电极层不施加电压时，该电致变色层呈现透明态，每层电致变色层两侧的透明电极层施加电压时，各透明电极层呈现不同的原色；至少两层透明电极层呈现本身的原色时，其对应的像素区域呈现黑色。

2.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明电极层具有四层，相邻两层透明电极层之间填充一层电致变色层，形成三层电致变色层，分别为红色电致变色层、绿色电致变色层和蓝色电致变色层。

3.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明电极层具有五层，相邻两层透明电极层之间填充一层电致变色层，形成四层电致变色层，分别为红色电致变色层、绿色电致变色层、蓝色电致变色层和黄色电致变色层。

4.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述彩膜基板的各个像素区域通过黑矩阵分隔，所述黑矩阵分隔出所述电致变色层。

5.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述电致变色层内填充的电致变色材料为紫罗碱类材料、或聚噻吩类材料、或聚苯胺类材料。

6.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明电极层的厚度为40～200nm；所述电致变色层的厚度为10～200nm。

7.如权利要求6所述的彩膜基板，其特征在于，所述电致变色层的厚度为100nm。

8.如权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述透明电极层的材质为铟锡金属氧化物、或3,4-乙撑二氧噻吩聚合物、或金属银及其合金。

9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的彩膜基板。

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括阵列基板、液晶层、偏光板，及其驱动电路和背光源。